CN1902838A - 插入式网络装置 - Google Patents

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CN1902838A CNA2004800400367A CN200480040036A CN1902838A CN 1902838 A CN1902838 A CN 1902838A CN A2004800400367 A CNA2004800400367 A CN A2004800400367A CN 200480040036 A CN200480040036 A CN 200480040036A CN 1902838 A CN1902838 A CN 1902838A
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詹姆斯·亚当斯
尼古拉斯·尼林博格
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Abstract

公开了一种插入式网络装置。在一方面中，网络装置实现两种无线通信格式之间的网桥。在另一方面中，部署网络装置执行定位位置服务。在另一方面中，部署包括一个或多个网络装置的网状网络。可部署包括一个或多个网络装置的网状网络来执行定位位置服务。描述了插入式形态因子。网络装置可将以第一格式从插头接收的电源转换为以第二格式的电源以向各种组件提供电源。网络装置可与无线网络和/或通过插头连接的网络连接。插入式网络装置可连接到承受重量的插座。还提出了各种其它方面。

Description

插入式网络装置
根据35U.S.C§119要求优先权
本专利申请要求申请日为2003年12月9日、标题为“WIRELESSNETWORK MONITORING SYSTEM”的临时申请No.60/528,052号，申请日为2004年5月19日的、标题为“WIRELESS TRACKINGDEVICE”的临时申请No.60/572,690，以及申请日为2004年10月18日的、标题为“WIRELESS POSITION LOCATION AND TRACKINGSYSTEM”的未决的美国申请No.10//968,814(下文中称为‘814申请)的优先权，其全部被转让给在此的受让人，并且因而明确地全部在此引入作为参考。申请日为2003年10月22日的、标题为“WIRELESSTRACKING DEVICE”的临时申请No.60/513,784也明确地在此引入作为参考。
技术领域
本发明一般涉及通信，更具体地说，涉及一种插入式(plug-in)网络装置。
背景技术
存在对于无线网络设备的良好建立的需求。期望有在无需安装和维护各种电线和线缆的情况下以及在具有家庭、办公室或其它设施中的较少的这样的电线的便利性的情况下的连接性。诸如接入点和用户终端的各种无线网络组件为本领域公知的。
还存在有每当可能时就减少或消除电源连接的需求。电池被用于各种应用，尤其是移动应用。然而，在许多情况下，由于电池寿命的限制，因此在网络中使用带有电源的设备通常是方便的。在典型的家庭或办公室中，容易获得电源插座。然而，现今部署的典型网络设备包括插头和关联的电源缆线，并且在许多情况下部署外部电源。这增加了成本，并且设备庞大。某些产品已解决该问题。直接插入到交流(AC)电源线的无线接入点是可从德国Simens AG获得的SpeedStream Powerline 802.11b接入点。该无线接入点使用HomePlug标准以在电源网络上传递网络数据。
随着无线网络和设备的扩大，已经或将引入使用这样的网络的多种新产品和服务。不同服务和产品可使用不同通信格式(即不同的标准空中接口，调制格式等)。在本领域中，需要在维护期望的形态因子(form factor)的同时，提供从一种通信格式到另一通信格式的网桥。
例如，可通过改变数据吞吐速率等来部署各种通信格式以采用低功率。示例包括诸如IEEE 802.11、802.15.4及其派生物的无线局域接入网(WLAN)标准。各种基于蜂窝的通信格式也是公知的。还可部署其它无线通信标准和/或规范。示例的基于蜂窝的数据系统包括：(1)“TIA/EIA-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standardfor Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”(IS-95标准)；(2)由被称为“第三代合作伙伴计划”(3rd GenerationPartnership Project，3GPP)的联盟提供的并在包括文档Nos.3G TS25.211、3G TS 25.212、3G TS 25.213和3G TS 25.214的一组文档中体现的标准(W-CDMA标准)；(3)由被称为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的联盟提供的并在“TR-45.5 Physical Layer Standardfor cdma2000 Spread Spectrum System”中体现的标准(IS-2000标准)；以及(4)符合TIA/EIA/IS-856标准(IS-856标准)的高数据速率(HDR)系统。诸如蓝牙的其它有线代替格式是公知的。也可采用光学格式，包括例如由红外线数据联盟(IrDA)详述的红外线。
示例的无线服务包括定位位置(position location)服务。在无线定位位置系统中，一个或多个设备可通过使用一种或多种通信格式进行通信。定位信息可被中继以往来于系统中的设备及用于确定那些对象的位置的定位位置引擎。在本领域中还需要网络装置以紧凑的形态因子提供网络服务。
附图说明
图1描述其中采用网络装置的示例实施例的系统的示例实施例；
图2描述向无线网桥提供插入式网络装置的方法的示例实施例；
图3描述网络装置的示例实施例；
图4描述向网络网桥提供插入式网络装置的方法的示例实施例；
图5描述配置为连接到AC电源网络的网络装置的示例实施例；
图6描述配置为连接到部署有例如RJ-45插座的网络的网络装置的示例实施例；
图7描述用于系统中的各种设备的定位位置的系统；
图8描述网络监控器的示例实施例；
图9描述网络监控的示例方法；
图10描述接入点的示例实施例；
图11描述以插入式网络装置执行网络监控器功能的方法的示例实施例；
图12描述发送定位位置信息的方法的示例实施例；
图13描述在插入式网络装置中执行接收的信号强度测量的方法的示例实施例；
图14描述在插入式网络装置中对定位位置信息进行桥接的方法的示例实施例；
图15描述在插入式网络装置中测量和发送信号到达时间的方法的示例实施例；
图16描述用于插入式网络装置中的组合网络网桥和定位位置服务的方法的示例实施例；
图17描述在插入式网络装置中桥接数据和测量信标(beacon)的方法的示例实施例；
图18描述将插入式网络装置安全地附着到插座的方法的示例实施例；
图19描述监控给插入式网络装置提供的线路电源的方法的示例实施例；
图20描述说明几个网状网络方面的系统的示例实施例；
图21描述以一个或多个网络装置形成网状网络的方法的示例实施例；
图22描述在网状网络的边缘从设备接收数据的方法的示例实施例；
图23描述将数据发送到在网状网络的边缘连接的远程设备的方法的示例实施例；
图24示出运行插入式网络装置作为组合网格节点和接入点的方法的示例实施例；以及
图25示出以网状网络执行定位位置服务的方法的示例实施例。
具体实施方式
在无线数据通信系统的上下文中阐述在此描述的一个或多个示例性实施例。虽然使用该上下文是有利的，但可在不同的环境或配置中包括本发明的不同实施例。通常，可使用由软件控制的处理器、集成电路或分立逻辑来形成在此描述的各种系统。有利地由电压、电流、电磁波、磁场或微粒、光场或微粒或其组合来表示整个应用中引用的数据、指令、命令、信息、信号、码元和码片。此外，在每一个框图中示出的块可表示硬件或方法步骤。在此使用词语“示例性”以说明“充当示例、例子、或例证”。无需将在此描述为“示例性”的实施例理解为对于其它实施例为优选的或有利的实施例。
在一个实施例中，插入式网络装置被配置从而插入到一种或多种类型的插座以向网络装置提供电源。例如，插头可被配置为与标准交流(AC)电源插座(包括部署全世界使用的插头、电压、插口和插座等的任意各种格式)耦合。例如，在北美，通用插头符合国家电子制造商协会(NEMA)5-15R插孔。在替换实施例中，可使用诸如通常在网络系统中使用的RJ-45插头或通常在电话系统中使用的RJ-11插头的替换插头。在一个实施例中，包括AC电源通信的电源网络还可包括数据网络。数据网络也可用于提供电源。网络装置可从附着的数据网络(即通过RJ-45插座)发送和/或接收数据，并从该插头接收电源，或可仅从该网络接收电源。网络装置可被配置为包括各种类型的插头，也可包括各种插头的组合。
在此详述的插入式形态因子提供各种一般的优点和用于定位位置服务的特定的优点。示例性的一般优点包括：在各种地理区域中的标准电气格式提供具有已知参数的大量插座。例如，在北美，NEMA5-15R插口将总是处于在60Hz的110-120V AC。插头尺寸被标准化。通常，插座处于已知位置(在对规划网络拓扑有用的电气规划图中典型地示出)。插座可以是用于承载给定的重量的负载。标准化的插座对墙壁(或其它结构)提供容易的保护。可相对容易地安装或拆卸装置，而无需修改或损坏墙壁。插座通常相对充足(每一个房屋通常至少一个，对于长于5英尺的任意墙壁，通常每10英尺墙壁放置一个插座)，并容易找到。插座通常被保存，而且保存相对简单。在包括安全性附着的情况下，插座的使用对于外行的用户来说是直观的。集成封装(或其它结构)的可用性提供经济和鲁棒的产品。插入式形态因子可消除对线缆的需要。充裕的电源是可用的，对于一般网络功能是有利的，对于无线网络尤其有用。可提供快速安装。如下面将详述的那样，电源线路可被可选地采用作为主要网络或次要网络以将冗余添加到另一网络。
定位位置装置的优点包括上述所有优点，以及包括以下示例：当被保护时，设备更不可能被移动。在设施周边通常存在插座，这在特定定位位置部署中可能是有利的。对于部署期望已知其位置的装置来说，在已知位置使用插座是方便的；下面描述示例(例如网络监控器)。架构或电气规划以及尤其电子格式中的规划可适用于定位位置系统。插座或其附属设备在整个设置中(即12“或18”AFF-在完成的地板之上)可具有一致的高度(即Z值)。该特点可为二维位置确定和三维定位位置提供一致性。
可部署插入式网络装置以执行各种网络应用，例如在此详述其示例的不同的无线通信格式(以及与有线通信格式)之间的桥接、定位位置服务及其它应用。其中，在此详述的网络装置实施例的插入式形态因子允许紧凑的形态因子，而无需实现外部电源线缆和/或电源所需的成本和空间。在诸如办公室、家庭、工厂或其它物理实体的整个系统中可方便地部署一个或多个网络装置来支持各种类型的通信服务。如在此详述的那样，通过使用可用电源，可方便地使用这些网络装置，而无需昂贵或不便的电池。它们还可结合电池-电源的设备以及传统的有线和/或无线数据网络而被使用，从而实现低电源策略。
可部署多个插入式网络装置以形成包括对一种或多种通信格式的支持的网络网格。网络网格可包括经由有线或无线连接通过一个或多个网络装置对外部网络(即互联网或设施内部网)的一个或多个连接。除了插入式网络装置之外，网络网格还可包括其它各种设备。用户终端(UT)或其它无线装备的对象(即资源跟踪标签)可经由具有一个或多个插入式网络装置的链路在网络网格上通信，在此详述其示例。网格节点之间的每一个链路可包括多个支持的通信格式之一。从设备(即UT或标签)到插入式网络装置的每一个链路可包括多个支持的通信格式之一。用于网状网络的一组支持的格式无需与用于到诸如UT或标签的对象的链路的一组支持的格式相同。下面将进一步详述的包括无线网络网桥的网络装置还可用于桥接两个或多个无线网状网络，其中，每一个网状网络根据特定无线通信格式进行通信。
网状网络包括多个节点，每一个节点具有唯一标识符(对于网络唯一)。例如，如使用本领域公知的Ad Hoc按需距离(AODV)路由算法、Zigbee和其它路由算法所描述的那样，节点被部署并可在其之间自动建立通信链路。一旦(自动或手动)配置网状网络，节点就可通过将数据首先发送到将数据发送到另一节点的邻近节点来将数据发送到另一非邻近节点，直到数据改变其目的地。在该示例中，当每一个节点知道(在路由表中)如何将数据发送到其它节点时，考虑设置网状网络。网状网络还可周期性地测试链路，并且如果网络已经改变(例如，移除节点或拆除链路)，则更新关于一个或多个节点的路由表。按照该方式，网络可变得非常可靠。
图1描述其中采用插入式网络装置的一些示例实施例的系统的示例实施例。在该示例中，网络装置130分别被插入插座150的插口152或插座160的插口162。如上所述，网络装置130可适用于使用一个或多个插头类型，在该示例中，装置130A被配置有AC电源插头132，适合于插入插座150A的插口152。装置130B被相似地配置以连接到插座150B。装置130C和130D被配置为插入RJ-45插头。在该示例中，可通过将插头134插入插口162来将装置130C耦合到插座160A。插座通常被安装到墙壁(或地板、或天花板)或其它刚性支撑结构(即家具、实验室椅子、机架固定件等)。插座还可被附着到缆线。插头132物理连接或电连接到插座150，或插头134物理连接或电连接到插座160。插头可承载插入式网络装置130的重量。一旦插座被连接，其就可相似承载插入式网络装置的重量(在特定实施例中，下面详述的安全固定物(security attachment)136可被连接并承载网络装置的一些或全部重量)。
对于以板覆盖的诸如150或160的插座来说，通常以诸如一个或多个螺钉和螺纹154或164的设备来约束是普遍的。在该示例中，装置130A被装配用于将网络装置130A安全地固定到插座150A的安全固定物136A。用于安全地将网络装置130C连接到插座160A的安全固定物136B被相似地示出。可采用锁定机制以将网络装置130连接到插座150或160从而防止意外移除、偷窃、篡改等。在一个实施例中，可通过从网络装置130A向外的突起来将替代螺钉插入螺纹154(或一个或多个螺钉可相似地被附着到螺纹164)。安全固定物可包括通过其附着或拆卸网络装置的工具(其可以是通用的，诸如螺丝起子、任务特定或键入工具)的任意组件。对于本领域普通技术人员来说，各种类型的安全固定物将是容易明白的。
AC电源插座150A-B在电源线路网络110被连接到电源。在一个实施例中，数据网络还可部署在电源网络上(例如HomePlug标准)。在替换实施例中，电源网络110仅用于向插座150提供电源。因此，当连接到150A-B时，网络装置130A-B可接收电源以向执行各种网络服务的相关的电路提供电源，在此详述其示例。网络装置130还可被配置为通过AC电源插头132接收数据(无论数据在其连接到的电源网络110上是否可用)。当数据网络可用并且网络装置如此配置时，网络装置可接收电源并在数据网络上接收和发送数据。
插座160A和160B以相似的方式经由数据网络120被连接。网络监控器130C和130D可被配置为在该数据网络120上发送和接收数据。在替换实施例中，数据没有连接到网络120，但电源(未详细示出)可连接到数据网络以向网络装置中包含的各种组件提供电源。例如，IEEE标准802.3af中描述了以太网上的电源(POE)系统。PoE电源的一示例是来自得克萨斯达拉斯的德州仪器的TIPTB48540AAH。因此，连接到数据网络120的网络装置130C或130D可从数据网络120接收电源、数据或电源和数据两者。
示出服务器195连接到数据网络120。服务器195适当地可用于接收数据并将数据发送到连接到包括网络装置130C和130D的网络120的一个或多个设备。服务器195可用于任意类型的处理。下面进一步详述定位位置应用的示例。
示出无线设备140在无线网络180上(具体地说，示出链路180A-D)与各种网络装置130通信。示出无线链路将网络装置130A连接到网络装置130C。用于无线链路180的通信格式可不同于用于无线链路190的通信格式。注意，仅为了示例而示出两个网络装置之间的连接。通常，网络装置130可与任意数量的无线设备、其它网络装置以及仍将开发的本领域所知的各种其它网络装备进行通信。下面进一步详述包括各种无线网络设备的示例定位位置系统。
因此，网络装置可根据第一通信格式在第一无线网络上接收数据和发送数据，并可根据第二通信格式在第二无线连接上发送和接收数据，同时按紧凑的插入式形态因子从插座接收电源。这允许网络装置可被有利部署以适用于提供各种网络服务。一示例网络服务为在无线设备140和诸如网络装置130C的另一设备之间提供网桥。在替换实施例中(未示出)，通信链路190可连接到接入点(其可具有到互联网或其它数据网络的有线连接)。链路180可处于诸如802.15.4的低电源格式(power format)，同时无线链路190可以是802.11链路(或诸如蜂窝数据连接的另一数据链路)。因此，在无线设备140和外部网络之间方便地形成无线网络网桥，允许无线设备140减少电源需求并延长电池寿命。
在替换实施例中，网络装置130可被部署作为用于定位位置系统的网络监控器，下面进一步详述其示例。在该示例中，定位位置服务可使用诸如190的链路、或诸如供电网络110的有线连接、或数据网络120来将定位位置信息传递到服务器195。服务器195的示例可包括下面详述的定位位置引擎。网络装置130的插入式形态因子很好地适合于这样的定位位置系统。多个这样的装置130可分布在整个在其中期望无线跟踪的设施中。例如，通过插入诸如AC插座150或数据插座160的任意可用插座，设备可被方便地定位到整个设施。其示例包括以上描述的那些安全固定物的诸如安全固定物134的附着的安全固定物可用于确保网络装置、或其位置的完整性，并防止设备的意外或不期望的移除。
图2描述用于向无线网桥提供插入式网络装置的方法200的示例实施例。在210，经由插口152或162将诸如网络装置130的插入式网络装置分别附着到诸如插座150或160的插座。在该示例中，网络装置通过对插座的连接来接收电源。装置也可具有通过插座150的数据连接，或可不具有通过插座150的数据连接。在220，网络装置使用第一无线格式和第二无线格式来实现第一远程设备和第二远程设备之间的网络网桥。例如，远程无线设备可在第一通信格式上(例如低电源连接)与网络装置通信。网络装置还可与诸如接入点、另一移动无线设备和另一网络装置(诸如网络监控器)等的第二远程设备通信。在网络监控器从一个远程设备接收的、指向第二远程设备的数据从第一无线链路被传递到第二无线链路。相似地，来自第二设备的、指向第一设备的数据在第二无线链路上的网络装置被接收，并被传递到第一无线链路上的第一设备。在一个网络上被接收并从存储器检取以在第二网络上发送之后，数据可以可选地被存储在存储器中。例如，可通过插入式形态因子和通过有线网络110或120接收的电源的优点来执行所有这些操作。
图3描述网络装置130(以及示例附着到插座150)的示例实施例。在该示例中，网络装置130包括固定地附着到诸如上述的插头132或134的插头的封装310。在替换实施例中，可用任意固定支撑物来代替封装310。因此，如下面进一步详述的那样，无论组件是否由支撑物来封装，网络装置130的组件都可固定地附着到封装或刚性支撑物130。如在此使用的那样，术语封装用于描述包括封装的任意刚性支撑成员或结构。术语“固定地附着”用于表示以刚性或半刚性方式连接。因此，例如，当插头被连接到安装在墙壁上的插座时，固定地附着到插头的任意组件以插头将承载固定地附着的组件的重量的方式(虽然在一些实施例中诸如安全固定物的附着的支撑成员也可被连接以承载一些或全部重量)被连接以插入式。例如，当插头被插入典型的安装在墙壁上的插座时，将由插头(以及插座)来支撑固定地附着到插头的封装。自然地，封装中的组件也被固定地附着到插头。附着到封装的组件可被固定地附着，或可不被固定地附着。例如，外部缆线可被附着到插座，但可由插头支撑，也可不由插头支撑。由另一设备(诸如另一装置、或地板、或天花板等)支撑的附着的缆线可不固定地附着。固定地附着的组件无需是稳定的。例如，组件可被固定地附着，并可静止旋转、调整、摆动、滑动、压下等。
如该示例所示，一个或多个天线390A-N可被附着到封装310，或可在封装310中被包括。在该示例中，插头132或134通过分别插入插座150或160而被连接，并可包括用于确保插入式网络装置130保持附着到插座150或160的安全固定物136。如上所述，示出插座150或160分别连接到电源网络110或网络120以接收电源并可选地接收和发送数据。
在封装310中(或在替换实施例中附着到另一固定结构)，示出网络装置的各种示例组件。这些块仅为示例性的。本领域技术人员之一应容易明白，各种其它实施例可包括替换配置，并可包括附着的组件，也可不包括其它组件。如上所述，插头132或134经由插座150或160连接到网络110或120。因此，在封装310中，可发现网络110或120或其部分的扩展连接到线路传感器315、电源320和网络接口325。
电源320用于生成合适的电源电平，用于来自网络110或120的网络装置130中的一个或多个组件。在一个实施例中，电源320接收AC电压，并可将该电压转换到各种组件所需的合适的直流(DC)电压。在替换实施例中，电源320形成诸如上面介绍的以太网上的电源标准的多电源的网络转换。示例的电源为来自麻省Taunton的Astrodyne的可用的PWB-5000。PoE电源的一示例是由得克萨斯达拉斯的德州仪器制作的TIPTB48540AAH。当以一种电源格式(即AC或以太网数据线路)输入的电源被转换到另一电源格式时，电源可还按诸如AC或DC、频率、相位、电压、电流、波形等的特征被参照为电源转换器。在该示例中，通过使用任意AC/DC转换技术或数据/DC转换技术(诸如PoE)来将AC或以太网电源转换为DC。
电源选择块335是可选的。示出连接到电池330(另一选项)以及电源320。处理器340从电源选择335接收电源，并可与电源选择335连接以进行控制。电源选择335可用电源320或电池330的输出被指令向处理器以及其它各种组件(未详细示出)提供电源。注意，电池330可以是本领域公知的任意类型的电池，并可包括诸如电容器等的其它电源。
线路传感器315连接到内部网络110或120连接，并可用于测量诸如电压、电流、噪声电平、频率和接收的波形等的连接的各种属性。线路传感器315的输出可被指向处理器340以响应于测量的线路条件中的改变而执行步骤。例如，如果线路电源被中断，则线路传感器315可指令处理器340(或在未详细示出的替换实施例中，电源选择335直接地)选择电池330，而不是电源320。当检测到条件中的改变时，可对各种功能进行编程以采取各种行动，下面进一步详述其示例。在此详述的各种实施例可适用于允许将诸如由线路传感器315测量的那些条件的与线路110或120关联的任意参数发送到一个或多个远程设备。
网络接口325被部署于接收网络110或120，并可用于当可应用时分别在这些网络上发送数据或从这些网络接收数据。因此，当可用时，网络接口325向外部网络提供有线接口。在该示例中，为了简明，示出网络接口325直接连接到处理器340。在替换实施例中，网络接口可指令流量到替换组件，或从替换组件接收流量(未详细示出)。在替换实施例中，除了通过插头132或134的有线连接之外，还可部署附着的有线数据连接。网络接口325可被配置为支持多个连接，或可部署多个网络接口。
切换器370被示出连接到处理器340，并可用于本领域公知的各种目的。例如，用户可按下作为输入装置的按钮以执行各种功能。切换器370可用于激活或禁用网络装置，并可用于在设备的各种可选阶段期间改变功能。例如，当切换到激活时，消息可被发送到远程设备。在替换实施例中，可部署多于一个的切换器，每一个切换器用于不同的功能。
在本发明范围内，可部署任意数量的WLAN接口。WLAN接口可包括一个或多个收发器，用于根据一个或多个通信格式进行接收和发送。收发器可包括一个或多个接收器和/或一个或多个发送器(未详细示出)。WLAN接口可运行以根据一个或多个通信格式进行发送和/或接收。可在用于接收和/或发送的两个或多个WLAN接口之间共享组件。通信格式可被部署以改变频率，其可以是可选择的。在该示例中，示出WLAN接口380A-N连接到处理器340。
可经由一个或多个天线390发送信号。可根据包括在此详述的各种示例的一个或多个系统标准来格式化发送的信号。信号可在一个或多个频率上被发送(其可以是可选择的)，或可同时在多个频率上被发送(即在正交频分复用(OFDM)系统中)。数据源提供用于传输的数据。数据源可以是其示例为本领域所公知的任意类型的数据源或应用。可被包括在收发器(或发送器)中的组件的示例为放大器、滤波器、数模(DA)转换器和射频(RF)转换器等。收发器或发送器还可包括调制器、扩频器、编码器、交织器、均衡器和其它功能。数据和/或控制信道可被格式化以根据各种格式进行传输。RF传输技术为本领域公知，并可包括放大、滤波、上转换、混频和双工等。红外线格式(即IrDA)或其它光学格式可能需要用于发送光信号的附着组件。各种组件可被配置为支持信号通信格式，或可被配置为支持多种格式。根据在此的教导，本领域技术人员将明白，传输组件的各种组合支持在插入式网络装置中的一个或多个通信格式。
WLAN接口或收发器可还包括一个或多个接收器。接收器根据诸如在此列出的那些无线系统标准的一个或多个无线系统标准来执行处理。接收器可执行诸如射频(RF)到基带转换、放大、模数转换和滤波等的各种处理。用于接收的各种技术为本领域公知。接收器可在各种频率进行接收，其可以是可编程的(即由处理器340)。接收器还可包括诸如解调器、解交织器、解码器、均衡器、RAKE接收器和组合器等的其它组件。接收的信号的格式可被用于确定合适的接收器设计。数据和控制信道可被接收。解调的、解交织的以及解码的数据和控制信道可被传递到可以是任意类型的应用的数据接收器，其各种示例为本领域公知，并且在此描述其特定示例。红外线格式(即IrDA)或其它光学格式可能需要用于接收光信号的附着组件。各种组件可被配置为支持信号通信格式，或可被配置为支持多种格式。根据在此的教导，本领域技术人员将明白，接收器组件的各种组以支持插入式网络装置中的一个或多个通信格式。
WLAN接口中的每一个可具有其自身的天线390，可连接到多个天线390，和/或一个或多个WLAN接口可与一个或多个其他WLAN接口共享天线。光学系统可包括对天线390的替换的和/或附着的组件，以接收和/或发送光信号。可部署时间共享技术而根据多种通信格式执行全双工或半双工通信，并在多种通信格式之间进行改变。天线390可包括方向性天线、全向天线、具有可配置方向的天线及其任意组合。本领域公知的分集技术(即选择性分集或加权组合)和空间处理技术可部署于多天线实施例。
WLAN接口380的各种接收和发送组件以及诸如处理器340的其它组件可用于对各种可用网络进行检测、监控和特征化。当多个网络可用于发送或接收时，可选择使用在给定上下文中被特征化为优化或最佳的网络。该技术可适用于在此详述的任意各种实施例。
处理器340连接到随机存取存储器(RAM)350，其可用于运行包括在此详述的以及本领域公知的各种其他功能的各种指令。非易失性存储器355可包括闪速存储器、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪速RAM、只读存储器(ROM)或其他非易失性存储器。非易失性存储器355可用于存储固件及其他参数和变量。可部署其技术为本领域公知的任意类型的存储器配置。
处理器340可以是通用微处理器、数字信号处理器(DSP)或专用处理器。处理器340可连接到专用硬件以协助各种任务(未详细示出)。各种应用(例如基于位置的应用以及其它任意类型的应用)可运行在诸如外部连接的计算机或在网络连接上的外部连接的处理器上；可运行在网络装置130中的附着处理器(未示出)上，或可运行在处理器340自身上。示出处理器340与用于存储数据和指令以执行在此描述的各种过程和方法的诸如RAM350和非易失性存储器355的存储器。本领域技术人员将明白，存储器可包括部分嵌入或整个嵌入处理器340中的各种类型的一个或多个存储器组件。在一个实施例中，处理器340可以是由加利福尼亚San Josc的Atmel提供的Atmega128或由亚历山大的Chandler的Microchip提供的PIC18F8720。
在各种实施例中，在两种或多种通信格式之间执行网桥功能。在该实施例中，处理器340可用于将在一个WLAN接口380上接收的数据转换为适合于在另一WLAN380上传输的格式。在替换实施例中，可部署分立网桥或转换器。转换器可对用于传输的数据进行格式化，或WLAN接口380可对用于传输的数据进行格式化。从每一个WLAN接口380输出的数据和输入到每一个WLAN接口380的数据是离散或数字数据，从一种数据格式到另一数据格式的转换可在处理器340中被处理，或在分离的转换器(未示出)中被执行。此外，可部署WLAN接口380之间的直接连接来提供桥接。通过使用任意类型的接口或多个接口的组合，可部署任意类型的数据传输。接口包括其示例为本领域公知的同步或异步并行或串行接口。
处理器340可用于对由网络装置130发送或接收的各种数据执行加密和/或解密。一个或多个加密密钥可被存储在诸如RAM350或非易失性存储器355的存储器中。
处理器340还连接到可选的可视指示器360和可听指示器365，下面将进一步详述其示例。
网络装置130中可包括其它各种组件。例如，可包括任意类型的串行接口(未示出)，以允许诸如对网络装置进行编程、配置或排错(debug)的本地控制或其可与之通信的设备。网络装置可具有各种配置参数和/或固件，(例如)其可通过使用串行接口而被更新，或可通过使用另一网络接口(有线或无线)而被更新。在下面详述的示例定位位置系统实施例中，示出任意设备可用于提供对网络装置的配置参数和/或固件的更新，其结果可被存储在附着的媒质中(例如非易失性存储器355)。在一示例中，信标信号可包括配置信息。
图4描述用于在插入式网络装置中提供网络网桥的方法400的示例实施例。如上所述，在210，将网络装置附着到插座。在410，根据第一无线格式从第一远程设备在网络装置处接收数据。第一远程设备可包括诸如用户终端、移动电话、有源RFID标签或任意其它设备的任意无线设备。第一无线通信格式可包括在此详述的任意各种通信格式，以及本领域公知或将被开发的其它通信格式。在该实施例中，第二远程设备还可以是诸如以上列出的那些设备的任意设备，第二无线格式可以是上述格式的任意之一。在该示例中，第一无线格式与第二无线格式不同。因此，从第一远程设备到第二远程设备的网桥已经通过插入式网络装置被实现。网桥可以是单向的，在此情况下，以上描述的三个步骤是足够的，或可以是双向的，包括如下的附着步骤。在430，根据第二无线格式从第三设备在网络装置处接收第二数据。注意，第三远程设备可与第二设备相同，或可以是连接到第二无线网络的其它任意远程设备。为了一般性的目的而在此描述第三远程设备。在440，根据第一无线格式将第二数据从网络装置发送到第一远程设备。因此，通过使用插入式网络装置来实现从第一远程设备到一个或多个无线设备的网桥以及从一个或多个第二远程设备或第三远程设备到第一远程设备的无线网桥。
图5描述配置为连接到AC电源网络的网络装置130的示例实施例。该实施例用于示出上面详述的各种组件和技术的示例。本领域技术人员应理解根据在此的教导的插入式网络装置的任意其它实施例。在该示例中，封装310被固定地附着到插头132。如上所述，存在全世界采用的各种类型的插头和AC电源标准，本领域技术人员将容易地将在此的教导适用于这些和其它任意插头应用。
封装310具有在该示例中示出作为分立的单个天线的天线390A-B。注意，如上所述，单个天线可用于一种无线通信格式，或多个天线可用于一种通信格式。此外，一个或多个通信格式可共享一个或多个天线。封装310可形成为任意期望的形状。
显示器360A示出一种类型的可视指示器360。显示器360A可以是液晶显示器(LCD)。LCD或相似的显示器可用于指示包括设备配置信息(例如可被远程设置或本地设置的互联网协议(IP)地址或其它参数)和排错信息等的各种信息。LED灯360B示出第二类型的可视指示器。可与LED对应的示例指示器包括AC电源的存在、一个或多个无线网络的存在、到远程设备(例如诸如定位位置服务器)的链路是否可用等。虽然可听指示器365可被包括到封装310或附着到封装310，但在图5中未示出诸如扬声器的可听指示器365。安全固定物136被示出并可包括上面详述的任意类型的安全固定物136，或根据在此的教导对本领域技术人员之一清楚的各种其它安全固定物。图3中未示出，但图5中示出选项以包括通过插头(plug-through)520，用于经由插头132通过网络装置130将另一电插头附着到诸如插座150的插座。同样，随着区分插头标准的需要，可部署任意类型的插头接口以及适配器，多个通过插头可被包括在单个网络装置中。例如，示出在封装310上的按钮510，其可连接到如上所述的切换器370。
图6描述网络装置130的替换实施例，配置为连接到诸如部署有RJ-45插座的网络装置的网络(可根据以太网标准来配置典型的网络)。相同标号的组件可与以上关于图3和图5描述的那些组件相同。在该示例中，RJ-45插头134替代如上所述的插头132固定地连接到封装310。如图5所示，可部署可选的通过插头620以连接外部网络设备。可包括附着的通过插头，网络装置也可包括路由器或切换器，以向各种通过插头连接提供功能(未详细示出)。
如上所述，可有利地部署插入式网络装置130以在定位位置服务中使用。各种定位位置技术为本领域公知，对于本领域技术人员之一是清楚的是，可部署网络装置130以用于任意这样的系统。具体地说，位置定位方案在前述‘814申请中被详述。下面包括作为网络装置130的一示例的网络监控器的某些特点和某些实施例的概括。如在此所述，在未决申请中描述的任意其它网络监控器功能以及下面给定其示例的在替换定位位置系统中部署的技术可用于插入式无线装置中。
在一示例定位位置系统实施例中，维护对象将被定位到其的环境的模型。所述环境包括物理可映射空间。在整个空间中，可部署一个或多个传感器监控环境(即定位位置信息)，并将反馈提供到可被称为“定位引擎”的装置，其可以是集总式计算资源或分布式计算资源，用于从一个或多个传感器接收反馈，并维护被称为“映射的空间”的环境映射。将被定位的对象将包括一个或多个测量的信息发送到定位引擎，其将对象信息投射到映射的空间并从其确定对象的定位。
图7描述用于系统中的各种设备的定位位置的系统700。在该示例实施例中，对象770提供允许在由系统700覆盖的设施的区域中确定其定位的信息。下面将进一步详述，定位引擎710可用于确定系统中的一个或多个对象770的位置并跟踪系统中的一个或多个对象770。定位引擎710是以上关于图1详述的服务器195的示例。
定位引擎710可从外部应用或终端用户接收定位询问。响应于定位询问，定位引擎310提供定位响应。定位响应可包括各种信息，诸如可以是二维的对象的坐标，在此情况下可返回(X，Y)位置，或可返回三维位置(X，Y，Z)。此外，可返回诸如用于定位(或定位所期望的区域)的信任级别的其它参数。可返回各种其它类型的定位响应。
在示例实施例中，对象770可以是跟踪所期望的任意对象或资源(asset)。对象770是以上关于图1详述的无线设备140的一示例实施例。对象770在此还可被称为移动设备、标签、用户终端或其它术语。标签可以是附着到期望跟踪的对象的设备，下面详述其示例实施例。在替换实施例中，对象770可包括所需的电路以执行如在此所述的无线跟踪。对象770接收从各种信标发射器730发送的无线信号。可贯穿一些或全部环境部署多个信标发射器730来生成信标，或更一般地作为源信号。在替换实施例中，诸如标签的对象770可被放置在已知位置，来自所述标签的发送可被用作由系统中的其它标签、网络监控器、接入点和任意其它设备接收的信标信号。在对接收的信标信号的特征进行接收和测量并可选地测量其它环境参数之后，对象770经由各种连接中的一个将测量发送到定位引擎710。在该示例中，对象770在无线链路790B上与接入点(AP)780B通信。接入点为本领域公知。在示例实施例中，可部署IEEE 802.11无线局域网(WLAN)。WLAN的示例包括IEEE 802.11(例如802.11a-g)IEEE 802.15.4及其派生。示例包括基于蜂窝的数据系统，以及如上引用的其它系统。
接入点780B在网络连接760B上与定位引擎710通信。本领域技术人员将明白，可使用与在此公开的原理一致的任意数量的无线网络和有线网络。在该示例中，定位引擎710在两个有线网络760A和760B上进行通信。无线网络760A将定位引擎710与接入点780A以及网络监控器720B连接。
网络监控器720(也被称为调节器、校准器或传感器)可被部署在整个由系统700覆盖的设施中以监控和测量与网络关联的各种环境参数。传感器720可测量信号(可以是包括但不限于RF信号的任意类型的信号)的一个或多个属性。网络监控器720是网络装置130的示例实施例。
多个传感器720可测量周围物理环境并向定位引擎710报告任意数量的测量，包括温度、湿度、信标发射器730的信号特征和/或其它噪声或信号源等。可在时间上提供反馈，从而与一个或多个测量相关的环境的特征可被确定。例如，一个或多个信标的接收效果可被表征为温度、湿度或温度和湿度两者的函数。可在诸如网络760或790的任意网络或网络的组合上提供反馈。
在替换实施例中，环境可固有地包含传感器可测量并发送到定位引擎710的一个或多个信号源。这些固有的信号源可在时间上改变，并可设计为提供用于测量的信号，或可不设计为提供用于测量的信号。源可以是与位置系统不相关的另一通信系统或设备，或其可不具有专用的通信功能，即其可以是噪声源750或其它可被表征为干扰信号740的源。
网络监控器720在任意类型的网络上(即无线或有线网络)将测量传递到定位引擎710。网络监控器是一种类型的传感器。在该示例中，网络监控器720B在有线网络760A上与定位引擎710通信。注意，网络监控器720C在无线链路790B上与接入点780B通信。网络监控器720A在无线链路790B上与接入点780A通信。所描述的无线链路无需符合相同的通信标准(即一种标准可以是802.11标准，同时另一标准可符合诸如蜂窝数据或其它无线数据连接的另一标准或规范)。具体地说，网络监控器720A可在可以是与无线链路790A不同的格式的无线链路790C上与对象770通信。因此，网络监控器720A可在对象770和与网络160A连接的任意设备之间桥接数据流量。
无线LAN的另一示例是IEEE 802.15.4标准，其可在使用较低电源进行通信的移动设备中部署。在一个实施例中，低电源802.15.4无线链路可用于在对象770之间通信，同时还支持具有802.11接入点的通信链路。
在以网络监控器720示出的一个实施例中，如上所述和下面进一步详述，对象770可在无线链路上直接与网络监控器通信。在该示例中，对象770和网络监控器720之间的无线链路可以是诸如802.15.4链路的低电源链路，同时网络监控器720与接入点780通信，从而最终在另一有线网络或无线网络上与定位引擎710通信。
图7还示出接入点780A和信标发射器730C之间的无线链路790A。在一个实施例中，信标发射器可以是可编程的，从而配置发送的信标信号的类型。信标发射器还可被配置为发送可期望连同信标信号一起被发送或广播的任意其它信息。这可通过到信标发射器的有线或无线连接来实现。例如，示出信标发射器730B与接入点780B连接，并以有线网络链路760B连接到定位引擎710。注意，信标发射器730A未通过任意网络连接连接到定位引擎710。这示出被预先配置为发送信标信号并且无需在系统中运行的同时可配置的信标发射器的示例。
信标发射器730B和接入点780B的组合标识另一方面。接入点780可用作信标发射器。例如，802.11接入点发送已知的可在网络中由对象770和传感器720用于测量周期信号。还可将信标发射器与网络监控器进行组合，网络监控器还可与接入点组合。下面进一步详述各种替换实施例。
还注意，在系统700中示出干扰器740。在某些上下文中，诸如噪声源750的干扰器或噪声源还可产生可由网络中的传感器和对象来测量可标识的签名。在该示例中，对象770从噪声源750和干扰器740接收信号，并测量该信号。网络监控器720A和720C还接收噪声源750和来自干扰器740的信号。该信息可被发送到定位引擎710以用于定位位置。
定位引擎710还可将各种测量与诸如日的时间、日或周等的其它参数关联。测量还可在时间上被平均。可在特定周期上存储测量的顺序，并如期望的那样以块来发送。
在图7描述的示例实施例中，各种传感器和/或网络监控器可按任意期望的速率在系统中周期性地测量环境条件。因此，以可根据环境条件中的变化而改变的的刷新的数据来周期性地更新定位引擎710。可连同该测量一起发送诸如温度、湿度、时间等的其它测量，从而允许对与那些索引参数关联的测量进行相关。因此，当在系统中对象770被跟踪或定位时，从对象接收的测量可用于根据更新或环境的当前测量来确定位置。在广义的概念中，定位引擎710维护在其中对象将被定位的环境(或映射的空间)的模型。
在可映射的三维空间中的对象770从一个或多个信标发射器730或诸如噪声源750或干扰器740的其它源进行测量。当某些触发事件(即运动、传感器输入、定时器超时、来自控制设备(诸如定位引擎710)的指令)或条件根据一个或多个参数(其可被预定义、或被更新和发送到对象770)被满足时，对象770还可穿过网络发送关于触发事件的信息。注意，在替换实施例中，可部署替换通信链路与一个或多个对象770进行通信(如上所述)。因此，对象反馈网络可与传感器720在其上提供反馈的网络760分离。还注意，信标发射器可在网络上被连接，所述网络可连接到控制设备(即定位引擎710或一些其它设备，未详细示出)。信标发射器的网络可以是可被整个地或部分地使用以提供用于由传感器720和对象770进行监控和测量的信号的无线网络。此外，信标发射器的网络可被分离。在示例实施例中，诸如IEEE 802.11的无线局域网(WLAN)被部署和共享以与信标发射器730、传感器720、对象770和定位引擎710进行通信。未用于定位服务的各种其它通信数据也可在一个或多个上面引用的网络(未详细示出)上被传送。
为了在任意给定的设施中确定设备的位置，可测量设施中的射频(RF)环境。在该校准过程中，一个或多个网络监控器被放置在设施中的已知位置。来自每一个设备的RF数据被测量并被发送到定位引擎710(也称为位置定位引擎(LPE))。网络监控器也被称为调节器、传感器、校准器或校准设备。RF数据连同网络监控器的实际位置一同被记录以产生环境的RF数据映射。该数据映射是映射的空间的一示例。
由网络监控器720测量的RF数据可包括来自信标发射器130的信号强度(其可由接入点780发射)、来自其它移动设备770的数据的信号强度、环境中的周围的射频噪声(包括多个不同频率)、环境信息(其可包括周围空气温度、周围空气湿度以及其它可测量的环境的参数)、以及从一个或多个移动设备发送到网络监控器720的任意以上信息。
在一个实施例中，接入点信标被用作RF数据。例如，无线局域网接入点可按规则的间隔(例如100ms)发送信标。信标可以是由WLAN中的接入点规则地发送的数据分组，WLAN包含WLAN配置参数以允许WLAN设备与发射信标的接入点进行通信。在示例实施例中，网络监控器720从在范围中的每一个WLAN接入点780(即网络监控器720可检测的任意接入点)接收信标到达一段预定的时间间隔(例如五秒)。
在示例实施例中，网络监控器在经由WLAN将该数据发送到定位引擎之前对接入点信标信号强度测量执行统计分析(例如确定平均值、方差或本领域公知的其它方法)。网络监控器的已知位置被与接收的数据关联，并被存储在定位引擎中，因此创建环境的RF数据映射。可使用任意技术将已知位置数据输入到定位引擎，并将得到的测量与这些数据关联。
在定位引擎从网络监控器接收RF数据并且每当接收到新的数据时就更新RF数据映射的情况下，可连续地(或周期性地、间歇地，当特定触发事件时等)执行校准程序。在替换实施例中，RF数据映射包括测量一次(或不经常地)的数据点，以及被连续地调节的数据点。
当从网络监控器接收到RF数据时，定位引擎可对接收的信号执行统计分析(例如确定均值、或方差、或本领域公知的其它方法)以确定每一个数据的质量。该信息可连同RF数据一同被存储，并可当计算位置时被使用。
在示例实施例中，使用IEEE 802.11g标准将系统700安装在具有无线局域网(WLAN)的设施上。该WLAN包括连接到位置定位引擎(LPE)710的一个或多个接入点(AP)。该设施(例如医院的一些地板)也具有插入到墙壁插座的一些网状网络720。大多数网络监控器被放置在设施的周边。这近似于对于设施的每千平方英尺一个网络监控器。每一个网络监控器的位置是固定的，并为系统所知。例如，网络监控器可位于墙壁电源插座处。该设施还具有安装在整个设施的资源上的许多标签770。
在该示例中，AP周期性地(例如，每100ms)发送信标。网络监控器规则地(例如每分钟一次)侦听这些信标，测量来自它们的信号强度，并将该信息(AP标识和信号强度)发送到位置定位引擎。虽然可采用其它神经网络算法，但LPE使用辐射基本功能来建造RF环境的模型。
在该示例中，当一些标签停止移动时，它们被配置为发送位置数据。其它标签被配置为在规则的间隔(例如每天一次)发送位置数据。可由用户在远程机器上改变该配置。配置可应用于多个标签。当标签上的电池低于预定义的阈值时，标签唤醒用户，并将告警消息发送给用户。当从资源脱离时，标签也发送告警消息。
图8描述网络监控器720的示例实施例。网络监控器720是网络装置130(例如见以上图3)的一示例实施例。为了简明，仅示出网络监控器720的组件的子集。在该示例中，WLAN接口380与一个或多个天线390A-N连接。WLAN接口380用于接收和测量RF环境中的信号，信号基本上来自信标发射器730，但如果期望的话，也可能包括处于RF环境中的其它干扰器和/或噪声源。示出网络接口850连接到定位引擎710。该网络接口可以是有线接口或无线接口。网络接口850是网络接口325的一示例实施例，或可以是附着的网络连接。连接到天线390的虚线表示网络接口850可使用无线接口以与定位引擎710进行通信。在该示例中，天线390可在WLAN 380和网络接口850之间被共享，也可不被共享(即可部署单独的天线或一组天线)。
示出传感器830连接到网络接口380。传感器830可测量位于网络监控器720的其它环境变量，诸如温度、湿度、RF噪声等。在替换实施例中，无需部署传感器830。在各种在此详述的实施例中，传感器测量可被存储和/或发送到一个或多个远程设备。
在WLAN接口380和网络接口850之间部署网桥840。可部署该可选组件以产生一个网络与另一网络之间的网络网桥。例如，可使用无线局域网380以与使用诸如802.11、802.15.4或任意其它标准的无线接口的标签770进行通信。网桥840可用于通过无线局域网380将流量从移动设备发送到连接到网络接口880的任意网络，网络接口880可使用诸如有线网络或替换无线网络的替换网络。在示例实施例中，网络监控器装配有到外部电源的连接。该电源可包括如上所述用于与定位引擎710进行通信的网络。(在替换实施例中，网络监控器可包括电池或其它本地电源生成源。)
网桥840可使用各种技术来将来自一个网络的数据路由或存储并转发到另一网络，用于该操作的技术为本领域公知。可使用存储器870、处理器340或任意其它组件来执行网桥功能，虽然网桥840无需单独的组件，但可通过使用各种功能或两者的组合(如图3的实施例所示)来进行。在一个实施例中，在380上接收的数据可根据一个网络密钥而被解密，并可在发送850上的数据之前通过使用不同的网络密钥而被再次加密，反之亦然。
示出处理器340连接到图8中的各种设备，并可指令任意上述设备之间的通信。还可在处理器340中执行描述为被包含在图8的分立组件中的功能中的一个或多个，诸如将网络流量从无线局域网380桥接到网络接口850，执行用于无线局域网或网络接口、传感器控制或测量计算的处理。
处理器340可以是通用微处理器、数字信号处理器(DSP)或专用处理器。处理器340可与专用硬件连接以协助各种任务(未详细示出)。各种应用(例如基于位置的应用和任意其它类型的应用)可在诸如外部连接的计算机或在网络连接上外部连接的处理器上运行，可在网络监控器720(未示出)中的附着处理器上运行、或可在处理器340自身上运行。示出处理器340与存储器870连接，存储器870可用于存储用于执行在此描述的各种过程和方法的数据和指令。本领域技术人员将明白，存储器870可包括可被整个和部分嵌入在处理器340中一个或多个各种类型的存储器组件。在一个实施例中，存储器870可包括以上详述的RAM350和/或非易失性存储器355。
注意，无线局域网380可包括用于在多个无线接口上进行通信的多个无线电。在示例实施例中，除了测量RF环境之外，WLAN接口380还可用于与标签770和在范围中的其它无线设备进行通信。在替换实施例中，网络监控器可简单包含：测量设备，连接到天线390，用于接收和测量信标；以及网络接口，使用WLAN接口380将那些测量发送到定位引擎710。
在替换实施例中，网络监控器还可测量来自标签的无线传输。所述测量可被发送到位置定位引擎，并在对所述标签和移动设备进行定位中使用。例如，如果网络监控器测量来自标签的信号强度(即超过预定的阈值的测量)，则可确定标签位于网络监控器附近。如果一个或多个附着的网络监控器测量来自标签的传输，则定位位置确定可有助于所述标签(即三角测量)。可将该定位位置方法与其它各种方法进行组合，下面进一步详述其示例。
图8中描述的网络监控器720可适用于包括以上关于图3详述的插入式形态因子。因此，插头132和134可被附着到电源320以向各种组件提供电源(未示出所有连接)。插头132和134可被固定地附着到封装310(未示出)。
图9描述用于网络监控的示例方法900。该过程在块910开始，其中，网络监控器接收一个或多个信标。在块920，网络监控器计算用于一个或多个接收的信标的信号测量。在块930，网络监控器可以可选地测量诸如温度、湿度、无线设备的信号强度、其它RF噪声等的参数。在块940，网络监控器将这些测量中的一个或多个发送到诸如定位引擎710的定位引擎。
在判断块950中，可暂停处理直到再次测量参数的时间，在此情况下，过程以块910开始而被重复。测量过程可以是周期的。此外，可基于在环境中是否已经发生改变来进行测量。在替换实施例中(未示出)，网络监控器可连同时戳一起存储各种测量，测量可如期望的那样按块被发送到定位引擎。也可周期地执行块发送，或可基于在环境中发生的某些预定条件而执行块发送，或当由定位引擎请求时执行块发送。
标签770也可按与以上关于网络监控器720描述的相似的方式作为网络网桥运行。例如，标签可在诸如802.15.4或另一无线标准的无线接口上与一个或多个其它移动设备通信。因此，例如，根据一种无线电标准进行通信的标签可使用另一远程标签(其包括根据两种或多种标准进行通信的一个标签)作为网桥以维护连接性。在被格式化和在第二链路上发送之前，在一个链路上接收的数据可被存储在存储器中。本领域技术人员将明白，在本发明的范围中，可部署无线电通信链路的这些和任意其它组合。
接入点的示例实施例包括用于与系统700中的定位引擎和/或一个或多个无线通信设备进行通信的任意设备。如上所述，接入点可经由有线或无线连接与定位引擎进行通信。其也可支持对网络中或系统中的其它设备的有线或无线连接。在一个实施例中，示例接入点被配置为从移动设备770无线地接收测量。在替换实施例中，接入点可通过有线连接或无线地经由系统中部署的网络监控器接收测量。本领域技术人员将明白，可根据在此的教导部署任意连接。
接入点可具有多个接口以与各种类型的标签连接，每一个标签支持各种无线电接口中的一个或多个。接入点可在网络上连接到定位位置引擎，或可直接连接到定位引擎。如上所述，接入点可被协同定位(co-locate)，或包括网络监控器或信标发射器的功能。
图10描述接入点780的示例实施例。接入点780是以上详述的网络装置130的示例。接入点780还可包括网络监控器720(以整个或以部分，未详细示出)。网络接口1010与网络连接。在该示例中，网络是通信介质，用于从定位引擎或为其执行网络网桥的网络进行接收，或发送到定位引擎或为其执行网络网桥的网络。可由收发器1020经由天线1030发送来自网络或去到网络的数据。收发器1020被装配成根据一个或多个通信标准进行接收和/或发送。在一个实施例中，收发器根据802.11规范运行。在替换实施例中，可部署一个或多个附着的收发器以支持替换通信标准。处理器1040连接到存储器1050。
处理器1040可以是通用微处理器、数字信号处理器(DSP)或专用处理器。处理器1040可与专用硬件连接以协助各种任务(未详细示出)。各种应用(例如基于位置的应用和任意其它类型的应用)可在诸如外部连接的计算机或在网络连接上的外部连接的处理器上运行，可在接入点780(未示出)中的附着处理器上运行、或可在处理器1040自身上运行。示出处理器1040与存储器1050连接，其可用于存储用于执行在此描述的各种过程和方法的数据和指令。本领域技术人员将明白，存储器1050可包括可被整个和部分嵌入在处理器340中的一个或多个各种类型的存储器组件。在处理器1040中可进行收发器1020和/或网络接口1010的一个或多个功能。
图10中描述的接入点780可按与上面关于图8描述的相似的方式而被适用。具体地说，接入点780可适用于包括以上关于图3详述的插入式形态因子。因此，插头132或134可被附着到供电电源320以向各种组件提供电源(未示出所有连接)。插头132可被固定地附着到封装310(未示出)。
图11描述用于以插入式网络装置执行网络监控器功能的方法1100的示例实施例。在210，如上所述，将插入式网络装置附着到插座。在1110，通过使用来自附着的插座，以插入式网络装置执行网络监控器功能。如前所述，还可以可选地使用通过附着的插座的有线数据连接。以上和下面进一步详细示出其示例的任意网络监控器功能可在1110被执行。在该实施例中，网络装置充当网络监控器。网络装置可以可选地执行各种其它功能。例如，在其它功能中，网络装置可将网络监控器功能和接入点功能组合。
图12描述用于发送定位位置信息的方法1200的示例实施例。同样，在210，如前所述，将插入式网络装置附着到插座。在1210，将定位位置信息从网络装置发送到远程设备。可部署各种实施例。例如，如上所述的网络监控器功能可被包括在网络装置中。因此，网络装置可测量一个或多个系统环境参数，诸如来自一个或多个信标的接收的信号强度。这些测量可包括用于发送的定位位置信息的部分。也可在网络装置从诸如为其计算定位位置信息的标签或其它移动设备的系统中的一个或多个其它设备对发送位置信息进行接收。定位位置信息不限于接收的信号强度的测量。生成的任意其它位置信息也可被发送。可使用诸如以上关于图7至图10描述的定位位置信息的定位位置信息。
此外，插入式网络装置可用于发送本领域公知的任意其它定位位置信息。一示例是雷达系统(见P.Bauh和V.N.Pabmanathan于2000年三月在以色列Tel-Aviv在IEEE infocom 2000的Preceeding的第775～784页上发表的“Radar：An In-Building RF-base User Locationand Tracking System”，通过引用清楚地合并到此)。这样的系统部署RF指纹识别，从而移动设备从一个或多个信标测量信号强度，并尝试将那些测量与在整个定义的区域中采用的签名测量进行相关。在一个实施例中，这些测量可包括定位位置信息。
射频标识(RFID)系统已经或正在被开发以跟踪和定位定义的区域中的物品。无源RFID系统受限于检测入口的距离中的物品的出现。通常，入口或询问器在距离响应中发送信号和任意标签(即包括在或附着到将被跟踪的对象中的设备)。无源RFID通常不具有电源。有源RFID系统以相似的方式运行，但有源标签具有电源，通常是电池，用于较长距离操作。RFID系统(有源或无源)可要求安装入口或询问器的专用架构，以跟踪可能是难以部署或昂贵的和可能缺少灵活性的物品。在网络装置130中可部署RFID入口和/或询问器功能。在一个实施例中，无源RFID标签的询问或来自有源ID标签的接收的结果也可包括定位位置信息。
其它系统采用三角测量，从而固定的设备测量移动设备的信号强度和传输延迟，并结合固定的设备的已知位置使用该信息来计算移动设备的位置。这些系统通常要求安装固定的设备的专用架构以跟踪可能是难以部署或昂贵的和可能缺少灵活性的物品。如上所述，网络装置130可用于三角测量。该信息是定位位置信息的替换示例。插入式网络装置可按更方便和/或有效代价的方式促进这样的系统的开发。例如，可部署多个插入式网络装置来测量从标签接收的信号强度，并生成包括多个接收的信号强度测量的定位位置信息。其后，可将定位位置信息传递到用于三角测量的定位引擎。(诸如三角测量的定位位置技术还可与其它技术进行组合以确定最终位置。)
在另一个实施例中，移动设备和多个网络监控器之间的飞行时间(Time of Flight，ToF)可被用于确定移动设备的位置。在此描述一些确定ToF的方法。位置定位引擎可结合网络监控器的已知位置使用移动设备和网络监控器之间的ToF来计算移动设备的位置。在示例实施例中，网络监控器可测量它们之间的ToF以创建环境的模型。其后，如‘814申请中描述的那样，对移动设备和网络监控器之间的ToF测量和该模型进行比较以确定移动设备的位置。ToF测量是定位位置信息的另一示例实施例。
确定ToF的一种方法使用超宽带通信(Ultra-Wideband，UWB)。由于UWB在一些频率上同时进行发送(即多频率信号)，因此通过网络监控器测量从移动设备接收的信号中的各种频率之间的相位差，可确定从移动设备到网络监控器的飞行时间。其后，该数据(即定位位置信息)与被测量的移动设备的ID一同被发送到位置定位引擎。根据UWB传输来确定ToF的这些以及其它方法为本领域技术人员公知。例如，参照由G.Shareve和D.Kell在2001年9月27～28日在关于无线局域网的第三IEEE Workshop上发表的题为“A PrecisionLocation Network Using UltraWide and WLAN Rabios”的陈述(可通过超链接：http://www.wlan01.wpi.edu/proceedings/wlan62d.pdf来获得)，通过引用清楚地合并到此。
确定ToF的另一方法要求在网络上的所有设备同步到主时钟。(在任意时刻，每一个设备关于其时钟具有相同或接近于相同的值。)该时间值可与实时时钟值(例如14:00:00.45)关联，或其可以是任意数字(例如自具体时间的微秒的数字，可连续地增加或每隔N个周期重置，其中N对所有设备相同)。为了确定移动设备和网络监控器之间的ToF，移动设备首先发送包含设备的ID和时钟的当前值(t1)的消息。当网络监控器接收到该消息时，记录其时钟的值(t2)。网络监控器通过将t2减去t1来计算飞行时间(ToF)。其后，网络监控器将该ToF连同设备的ID一起发送到服务器(定位位置信息的实施例)。
确定ToF的另一方法采用通知-应答类型的系统。一个设备启动定时器，同时将一个消息(通知)发送到第二设备。在第二设备接收到通知之后，其将应答发送到第一设备。当移动设备接收到应答时，定时器被停止。由于定时器测量往返延迟，因此两个设备之间的ToF等于定时器值的一半。如果第二设备具有当其接收到通知和当其发送应答之间的延迟，则还从定时器值中减去该延迟(转换延迟)。
在一个实施例中，远程设备可以是诸如如上所述的通过根据的定位位置引擎，或本领域公知的或将来被开发的任意其它定位位置计算设备。定位位置信息可经由无线连接并通过有线连接(通过附着的插座或外部的有线网络连接)被发送。发送的定位位置可还通过一个或多个中间设备被发送到定位位置引擎。
图13描述用于执行插入式网络装置中的接收的信号强度测量的方法1300的示例实施例。如前所述，在210，将插入式网络装置附着到插座。在1310，测量一个或多个信号(示例包括信标或从诸如网络监控器或标签的其它设备发送的信号)的接收的信号强度。在一示例中，如上所述，信标可以是从一个或多个接入点发送的信号，或对其测量可以是有用的任意其它信号源。信号可在一个或多个频率上被发送。在替换实施例中，可在一个或多个频率上测量噪声。在1320，通过分别使用有线网络上的有线通信格式或无线网络上的无线通信格式，将一个或多个信号强度测量发送到如上关于图12描述的远程设备。在发送之前，测量值可被存储在存储器中。
图14描述用于桥接插入式网络装置中的定位位置信息的方法1400的示例实施例。同样，在210，将插入式网络装置附着到插座。在1410，从一个或多个第一远程设备接收定位位置信息。如上所述，这些第一远程设备可包括定位位置信息可从其被接收的任意设备。在1420，通过使用有线或无线通信格式，以及各个有线或无线连接，将接收的定位位置信息从一个或多个第一远程设备发送到第二远程设备(诸如以上关于图12和13描述的那些远程设备)。
图15描述在插入式网络装置中用于测量和发送信号到达时间的方法1500的示例实施例。同样，在210，将插入式网络装置附着到插座。在1510，从一个或多个第一远程设备接收信号。在1520，从自一个或多个第一远程设备接收的每一个信号来测量到达时间。到达时间时间可被存储在存储器中。在1530，通过使用有线或无线通信格式以及各个连接，将测量的到达时间从一个或多个远程设备发送到第二远程设备(例如定位位置引擎或任意其它设备)。
可根据在此的教导部署对本领域技术人员明白的其它变化。例如，可部署多个天线，每一个天线为方向性的，并附着在彼此不同的角度。网络装置可在各个天线处测量接收的信号强度或到达时间，确定信号在其被接收的天线，并因此确定信号到达的角度。当在多于一个天线处检测信号时，诸如在一个或多个天线处的RSSI的一个或多个测量的参数可用于对各个天线角度赋权值，并确定角度的估计作为响应。此外，可编程方向天线可在期望的距离上扫描角度(也可部署可编程方位角以有助于第三维定位位置)，并可选择以期望的信号接收来选择的角度。该角度信息(在任意这些实施例中)可被存储在存储器中，和/或发送到远程设备。在另一个实施例中，两个或多个天线被使用，到达时间差或天线之间的相位差被用于确定攻角(angle ofattack)。
在各种实施例中，通信设备可包括某种标识符(ID)。该标识符可被接收和存储，和/或发送到远程设备。远程设备可将用于诸如网络监控器的非移动设备的ID与固定位置关联。移动设备的ID可被用于标识为其处理定位位置信息的对象(即用于确定位置)。固定或移动设备的ID可用于促进将数据发送到用于网络桥接功能的关联的设备。在一示例中，ID可以是IP地址，或与之关联的另一ID。ID可与在此描述的任意信号一起被发送。接收设备可检取该ID并将其连同与该设备对应的数据、测量等发送到远程设备。
在网络网桥上进行转发或发送到远程站(即定位位置引擎，无论是否通过一个或多个中间设备或网络接口/连接)之前，网络装置还可对接收的和/或测量的数据执行各种处理。例如，可执行统计分析。可使用取均值技术、Beyesian滤波、Kalman滤波、隐式Markov建模或其它本领域公知的统计方法来实现旧数据与新数据的组合。
Bayesian滤波器包括多个节点或状态，基于一种状态将导致另一状态的概率、基于过去状态的值的每一个节点之间具有链路。在定位系统中，Bayesian滤波器基于从移动设备接收的输入计算移动设备处于一个或多个位置的概率。从该信息中可计算移动设备的最终位置。
测量数量通常导致值或误差。测量不改变的数量可产生一些值，每一个值具有不同的误差。Kalman滤波是一种基于一些测量的值和误差对其进行组合的方法。Kalman滤波执行测量的加权平均。分配给每一个测量的权值反比于其误差—具有大量误差的值将被赋予小于具有少量误差的值的权重。在定位系统中，该方法用于从多个位置计算中确定位置，每一个位置计算具有相应的量的误差，得到的误差小于第一测量的误差。
隐式Markov模型是状态的有限集，其每一个与(一般是多维的)概率分布关联。由被称为转移概率的一组概率来控制状态中的转移。在特定状态中，可根据关联的概率分布生成结果或观察。这仅是结果，不是状态，其对外部观察者可见，状态对外部是“隐藏的”。在定位系统中，该方法用于从自移动设备和校准点接收的信息中确定位置(或状态)。各种其它类型的分析根据在此的教导第一本领域技术人员将是清楚的。
图16描述用于插入式网络装置中的组合网络网桥和定位位置服务的方法1600的示例实施例。如前所述，在210，将插入式网络装置附着到插座，电源从其中被提供到如上详述的网络装置的各种组件。在1610，使用有线和/或无线通信格式的任意组合在第一远程设备和第二远程设备之间执行网络网桥。在此详述有线和无线通信格式的各种示例。如果一个插座可用，则可在依靠连接到插座的网络的数据网络上发送有线通信格式，或可使用可选的替换有线连接。网络装置还可使用任意无线格式，并还可支持多于一种的无线格式。在一个实施例中，通过使用两种或多种无线通信格式，网络装置可仅执行无线网桥。在替换实施例中，网络装置可将单个无线通信格式与附着的有线网络进行桥接。在1620，执行定位位置服务以生成定位位置信息。这可包括诸如以上详述的那些功能的网络监控器功能。例如，可通过在系统中测量诸如接收的信号强度或各种信号的到达时间(即来自诸如标签的远程设备的信标或信号)的信号属性来生成定位位置信息。此外，如上所述，可通过从一个或多个远程设备接收这样的信息来生成定位位置信息。可部署任意定位位置信息生成功能。在1630，通过使用有线或无线通信格式和/或网络的任意组合来将定位位置信息发送到定位位置引擎(或将定位位置引擎连接到网络装置的另一网络设备)。
图17描述在插入式网络装置中桥接数据和测量信标的方法1700的示例实施例。同样，在210，将插入式网络装置附着到插座。在1710，测量一个或多个信标的接收的信号强度(其中，信标可包括系统中的任意信号、噪声或其它源)。在1720，通过使用有线或无线通信格式将一个或多个信号强度测量发送到第一远程设备。在示例实施例中，远程设备可以是定位位置引擎或被配置为接收处理和/或转发这样的测量的另一网络设备。在1730，从一个或多个第二远程设备接收第一数据。第一数据可包括定位位置信息或用于任意类型的数据服务的任意其它类型的数据(包括语音、视频或任意其它数据)。在1740，通过使用有线或无线通信格式将接收的第一数据发送到第三远程设备。第三远程设备可以是在有线或无线网络上的任意设备，可通过一个或多个中间节点沿着网络连接来处理数据。在1750，通过使用有线或无线通信格式从第四远程设备接收第二数据。同样，第四远程设备可以是在各个有线或无线网络上连接的设备。在该示例中，接收的第二数据被指向一个或多个第二远程设备中的一个，如上所述。在1760，将接收的第二数据发送到数据被指向的第二远程设备中的一个或多个。同样，可发送任意类型的数据。因此，在该示例中，插入式网络装置可执行网络消息功能(在该特定示例中，测量接收的信号强度)，并执行网络网桥服务以经由可用的网络连接如上所述的任意两个设备。
图18描述安全地将插入式网络装置附着到插座的方法1800的示例实施例。如前所述，在210，将插入式网络装置附着到插座。在1810，接合安全固定物以确保网络装置连接到插座。安全固定物可以是任意类型的附着以防止诸如螺钉的插入式网络装置的意外移除，或可提供诸如锁定装置的附着的安全性，用于其的技术为本领域公知。上面详述了示例安全固定物136。
图19描述对插入式网络装置提供线路电源进行监控的方法1900的示例实施例。可结合诸如以上关于图3描述的实施例以及任意其它变化来部署该方法。同样，在210，将插入式网络装置附着到插座。在1910，测量线路电源。在一个实施例中，可部署以上详述的线路传感器316分别测量经由插座150或160通过插头132或134接收的线路电源的各种特征，测量网络110或120的提供的电压或其它特征。在判断块1920，如果认为线路电源充足，则过程循环回到1910以继续监控线路电源。
可部署任意准则来确定线路电源的充足性。例如，可确定最小电压。可替换地测量诸如频率、噪声其它特征、或任意其它特征，或与其它特征的组合。如果认为线路电源不充足，则进入1930。在1930，切换到备用电源(切换到备用电源用于示出对线路电源的改变的响应的一种示例技术)。备用电源可包括诸如电池330的电池(包括电容器和其它临时电源)。诸如电源选择335的电源选择电路可用于在备份电源和线路电源(例如通过如上详述的电源320提供的线路电源)之间进行选择。各种其它技术为本领域公知，根据在此的教导，修改对于本领域普通技术人员之一将容易理解。
在1940，执行备份电源例程(可选)。可根据期望的网络装置性能来部署备用电源程序。例如，如果对备用可用的电源十分有限，则可通过指示供电电源条件已经改变的远程设备来发送消息。也可发送其它消息。在替换实施例中，插入式网络装置可进入低电源模式，直到已经恢复线路电源。还可激活诸如如上详述的可视指示器360或可听指示器365的各种其它组件。例如，当网络装置从插座被拔出时，线路电源的干扰可用于检测。可将消息发送到远程设备，或可激活诸如扬声器的可听指示器。
图20描述说明几个网状网络方面的系统2000的示例实施例。如所示的示例的网状网络2000包括各种网格节点2010。网格节点2010通过经由一个或多个无线链路2060连接形成网状网络的部分。网格节点可经由一个或多个链路2060与一个或多个邻近节点2010进行通信。当节点具有多于一个的邻近节点时，节点可用于通过网格对消息进行路由。例如，可在第一无线链路2060上从第一邻近节点接收消息，并在第二无线链路上将其转发到第二邻近节点。注意，可采用包括以上详述的无线数据格式的各种通信格式来执行网状网络。通常，网状网络可使用单个通信格式(或许使用一个或多个频率)，并且不同的网状网络可经由诸如以上详述的(未详细示出)一个或多个网桥设备被连接。例如，节点2010B具有邻近节点2010A和2010D，分别由链路2060A和2060B联合。在某些情况下，节点可具有多于两个的邻近节点。在这些情况下，可存在多条路径，在其上转发接收的分组。可部署各种算法来确定路由，下面详述其示例。
网格节点可连接到一个或多个其它设备以形成通信信道。例如，示出附着的设备2040有线到节点2010F。附着的2040可以是任意类型的设备诸如工作站、服务器、打印机、用户终端(通常)，或任意其它设备。示出使用诸如以上描述的技术经由有线或无线连接将节点2010A连接到外部网络。节点2010H是可运行以还执行接入点功能的网格节点的示例。在该情况下，节点2010H充当用于分别从节点2010F或2010G接收或发送分组并以用户终端在2050A-C在WLAN 2070(示出为2070A-C)上执行通信的网格节点。WLAN 2070的通信格式可以是诸如上面列出的任意类型的通信格式，并可与用于网状网络2060的无线通信格式相同、相似或不同。
节点2010充当如上详述的插入式网络装置130的示例。在该示例中，可部署一个或多个节点2010作为插入式网络装置以执行网格节点、网络监控器、网络网桥、接入点或在此描述的任意各种网络服务(或上面的任意组合)的功能。插入式形态因子允许方便地在整个环境中部署网格节点。
在一个实施例中，网状网络还可用于定位位置服务，如上所述。在该示例中，一个或多个节点1020充当执行诸如以上详述的网络监控器功能的网络监控器，并充当通常用于通过网状网络2060发送包括任意类型的定位位置信息数据的网格节点。例如，如图20所示，诸如定位引擎710的定位位置引擎可连接到诸如节点2010A的节点。示出标签770A-B分别发送信号2080和2090。标签770可执行任意标签功能，以上详述其示例。
在该示例中，标签770可周期性地发射可在邻近节点被接收的信号。在该示例中，标签770A发射信号2080，其分别经由链路2080A-C在节点2010D、G和E被接收。相似地，标签770B发射信号2090，其分别在链路2090A-D上在节点2010E-H被接收。在其各自节点处测量接收的信号，各种类型的信号测量或基于信号测量的计算可形成定位位置，以经由网状网络2060发送到定位引擎或其它远程设备。在一个实施例中，可由邻接节点使用三角方法来定位标签770。在各种其它示例中，可部署如上详述的任意其它技术。
在该示例中，无需部署接入点和/或信标。在一个实施例中，可在整个设施中部署由被配置为网络监控器和网格节点的插入式网络装置形成的网状网络。诸如节点2010A的一个或多个网格节点可经由有线或无线连接被连接到外部网络以与定位引擎进行通信，或定位引擎可被直接附着到任意节点(有线或无线地)。在可由节点2010部署用于测量的任意类型的信标以测量环境中的变化的同时，还可使用发射信号2080或2090。例如，为了提供信标信号的目的，可将一个或多个标签分布到整个环境中。当检测到运动时，当从远程设备接收到指令时，标签可如以上描述的任意其它技术来周期性地发射信号。在另一替换中，节点2010可测量邻近节点的信号强度，并如上所述使用这些测量以更新环境。可部署插入式网络装置和其它设备的任意其它组合以在网状网络中提供定位位置服务，根据在此的教导，对本领域技术人员之一将是清楚的。
在一般网状网络中，如果具有多于一个的邻近节点，则节点被用于对消息进行路由。基于该消息，在无线接口上(在第一链路上)，节点从邻近节点接收消息，使用相同的无线接口(在第二链路上)将其发送到另一邻近节点。消息中的信息可被用作路由的基础。示例包括(a)消息的源，(b)节点从哪一邻近节点接收消息，(c)接收的消息的链路质量或信号强度，(d)消息已经过网络中的哪些其它节点，(e)消息的目的地，(f)消息中的消息路由信息(例如穿越到其目的地的消息的节点的顺序)，(g)从其它节点接收的路由信息(例如来自其它节点的路由通知)，(h)消息中的任意其它信息，或在其它数据流量中观察的任意其它信息，，或(i)各种其它信息。
用于形成网状网络的技术为本领域公知。网状网络通常允许节点被添加或删除，因此允许移动设备和在其之间的链路被创建和拆除。因此，通过添加和减除节点和各个链路，网状网络按需适用。用于确定节点之间的连接的各种技术是公知的。例如，可部署Ad-hoc按需距离矢量(AODV)路由算法。可用于确定各种可用的节点及其之间的连接网格路由算法可被用于先应式地(proactively)或反应式地(reactively)设置网状网络。无论是否需要路由，先应式(proactive)路由网格算法都允许网络预先设置路由。因此，路由趋向于对各种节点之间的诸如分组数据的路由流量总是可用。这些技术的一个缺点在于可能要求增加的流量来预先设置路由，而这些路由中的一些可能不被使用。
先应式网格路由算法的示例是泛洪(flooding)算法。源节点将请求消息广播到其邻近节点。当节点第一次接收到该请求时，其将该消息重新广播到节点的邻近节点(相同的请求的副本被忽略)。每一个节点记录从其邻近节点中的哪一个接收路由，从而节点知道如何将消息路由回到源。在所有节点已经接收到请求消息之后，所有节点知道如何将消息路由到源。
反应式(reactive)网格路由算法允许网状网络按照需要来设置路由。一个优点在于不浪费路由。一个缺点在于在路由被设置的同时得到传递的分组可能有延迟。本领域公知的示例包括动态源路由(DSR)协议、AODV(其用于Zigbee)和基于逆路径转发的拓扑(TBRPF)，诸如来自加利福尼亚Los Gatos的Firetide System有限公司的可用的HotPoint设备。注意，AODV基于DSR和泛洪的组合。
为了将消息从一个节点发送到另一节点，在两个节点之间形成路由。例如，在AOVD中，为了确定从一个设备(源)到另一设备(目的地)的路由，可如下产生：(1)源将路由请求(RREQ)广播到附近设备。(2)接收RREQ的设备保持对在路由表中将消息发送到其的设备的跟踪。如果设备尚未接收到该路由请求，则其将RREQ广播到其邻近节点。(3)当目的地最终接收到RREQ时，其沿着建立的路由将路由应答(RREP)发送回到源。路由可以是长久的，或可被周期性地刷新(例如每预定义的时间周期一次)。
协议可以是源路由的协议或目的地路由的协议。在源路由的算法(例如DSR)中，发送器将路由附着到消息，在发送之前指定每一跳以使用。当节点接收消息时，节点如在消息中的路由信息中指定的那样转发消息。这可要求每一个源具有每一个可能的目的地的知识。在目的地路由的算法中(例如泛洪、AOV、TBRPF)，每一个节点维护可能的目的地的路由表，以及哪一邻近节点用于每一个目的地。
AODV算法的示例路由的描述可在超链接http://moment.cs.ucsb.edu/AODV/aodv.html上找到，通过引用清楚地合并到此，其引用适用如下：Ad-hoc按需节点距离矢量(AODV)路由算法是为ad hoc移动网络设计的路由协议。AODV能够单播和多播路由。这是一个按需算法，说明其仅按由源节点期望而在节点之间建立路由。只要源需要这些路由，其就维护这些路由。此外，AODV形成树，其连接多播群组成员。树包括群组成员以及需要连接到成员的节点。AODV使用顺序标号以保证路由的刷新。其为无循环的，自身开始的，并比例化为大量移动节点。
AODV通过使用路由请求/路由应答询问循环来建立路由。当源节点期望到对其尚不具有路由的目的地的路由时，其穿过网络广播路由请求(RREQ)分组。接收该分组的节点为源节点更新其信息，并在路由表中源节点设置后向指针。除了源节点的ID(例如IP地址、MAC地址、Zigbee短地址、或任意其它标识符)之外，当前序列标号以及广播ID、RREQ也包含用于源节点知道其目的地的最近的序列标号。在对应的顺序标号大于或等于包含在RREQ中的情况下，如果具有目的地，或具有到目的地的路由，则接收RREQ的节点可发送路由应答(RREP)。如果情况如此，则其将RREP单播回到源。否则，其重新广播RREQ。节点保持RREQ的源ID和广播ID的跟踪。如果它们接收到它们已经处理过的RREQ，则它们丢弃所述RREQ，而不转发其。
随着RREP传播回到源，节点设置到目的地的前向指针。一旦源节点接收RREP，则其可开始将数据分组转发到目的地。如果源稍后接收到包含较大的顺序标号的RREP，或包含具有较小的跳计数的相同的顺序标号，则其可为该目的地更新其路由信息，并开始使用较好的路由。
只要路由仍旧为激活，其就将继续被维护。只要数据分组沿着路径从源周期性地发送到目的地，路由就被认为激活。一旦源停止发送数据分组，链路就将暂停并最终从中间节点路由表被检测。如果在路由为激活的同时发生链路拆除，则拆除的节点上游将路由错误(RERR)消息传输到源节点以通知其现在不可到达的目的地。在接收RERR之后，如果源节点仍旧期望路由，则其可重新初始化路由发现。
以相似的方式设置多播路由。希望加入多播群组的节点广播具有设置为多播群组的ID的目的地ID并具有“J”(加入)标记设置以指示其想要加入群组的RREQ。接收RREQ作为具有用于多播群组的刷新的足够的顺序标号的多播树的成员的RREQ的任意节点可发送RREP。随着RREP传输回到源，转发消息的节点在它们的多播路由表中设置指针。随着源节点接收RREP，其以最新的顺序标号并超过其的到下一多播群组成员最小跳计数来保持路由的跟踪。在指定的发现周期之后，源节点将把多播激活(MACT)消息单播到其选择的下一跳。该消息用于激活路由的目的。没有接收已设置多播路由指针这个消息的节点将暂停并删除指针。如果接收MACT的节点已经不是多播树的一部分，则其还将从其接收的RREP保持最佳路由的跟踪。因此，其还必须将MACT单播到其下一跳等，直到到达作为先前地单播树的成员的节点。
只要路由为激活的，AODV就维护路由。这包括为多播群组的生存维护多播树。因为网络节点可以是移动的，所以可能在那个路由的生存时间期间将产生沿着路由的链路拆除。用于处理链路拆除的各种技术是公知的。
本领域技术人员将容易适用图3中描述的插入式网络装置130的示例实施例，以部署作为网状网络节点以及在此详述的各种其它实施例的组合。处理器340可用于执行在此描述的任意网状网络功能，包括网格流量的路由，定位位置功能，网络桥接等。处理器340可处理接收的消息，格式化消息以进行传输、评估分组(包括其中的头和字段)，选择节点、映射标识符和地址、以及执行测量等。一个或多个WLAN接口380可用于在网状网络上进行发送和接收。路由表可被存储在诸如RAM350或非易失性存储器355的存储器中。处理器340可用于形成路由表，检取来自路由表的路由信息，进行路由判断等。消息可被包括在数据分组中，其可包括包含各种字段(示例字段包括源、目的地、发送节点、下一目标节点、长度字段及其它)的头。
图21描述以一个或多个网络装置形成网状网络的方法2100的示例实施例。在2110，将一个或多个插入式网络装置附着到如上详述的一个或多个插座。在2120，通过使用一个或多个插入式网络装置，形成网状网络，或可选地，加入现有网状网络。注意，在各种实施例中，网状网络可包括在如在此详述的插入式形态因子中的网格节点的组合，以及使用其它形态因子的网格节点。在2130，从一个或多个网格节点接收控制和/或数据分组。注意，通过网状网络发送的数据通常是分组数据，一般包括头部分，其包括用于分组的路由和/或控制的一个或多个字段，以及数据净荷。此外，分组也可在数据净荷中包括用于各种网络服务功能的控制信息。控制信息可包括用于建立的网状网络的路由信息，或可包括用于建立网状网络的控制信息，其示例如上所述。在2140，已从一个或多个附近的网格节点接收到控制和/或数据分组的网格节点将这些分组转发到一个或多个其它附近的网格节点。可部署确定在网格中应传递到其的下一节点的任意技术(即使用路由表、来自分组中的头的信息，或使用默认路径)。注意，分组可单播(从一个源发送到单个目的地)或可多播(从一个源发送到多个目的地)。多播传输可用于在整个网状网络中将控制和/或数据广播到一个或多个节点和附着到其的设备。
图22描述在网状网络的边缘从设备接收数据的方法2200的示例实施例。方法2200可以是如上所述的方法2100的扩展。在2210，从附着到网格节点的远程设备接收数据。例如，设备2040或2050分别被附着到如以上关于图20示出的节点2010F或2010H。在2220，通过网状网络将数据转发到目的地。如前所述，可通过使用如上所述的任意路由技术来转发数据。此外，最终目的地可以是网状网络中的节点、附着到网状网络模式的设备，或相互通信地连接到网状网络的任意其它设备。
图23描述将数据发送到在网状网络的边缘连接的远程设备的方法2300的示例实施例。同样，方法2300可以是如上所示的方法2100的扩展。在2310，接收通过网状网络指向远程设备的数据。网格中的任意节点可接收这样的节点并在网络中将该数据转发到另一网格节点。在2320，网格节点经由网络连接将数据发送到直接或间接连接至其的远程设备。注意，远程设备可经由可以是与在网状网络中使用的通信格式相同的或不同的格式的无线或有线连接被连接到发送网格节点。
图24示出运行插入式网络装置作为组合网格节点和接入点的方法2400的示例实施例。在210，如上所述，将插入式网络装置附着到插座。在2410，通过使用以上详述其示例的一个或多个本领域公知的技术将插入式网络装置运行作为网格节点。在2420，将插入式网络装置运行作为接入点。例如见以上关于图20示出的节点2010H。节点2010H经由如描述的无线网络与用户终端2050通信。无线网络2070可以是与无线通信格式2060(网状网络)相同或不同的格式。数据可通过节点2010从用户终端2050被传递到网状网络上的任意节点。或可通过使用诸如节点2010A的桥接到外部网络的网格节点通过网状网络连接到诸如互联网的外部网络。插入式网络装置可组合在此详述的任意功能，图24中示出的方法2400用于示出这些示例之一。
图25示出以网状网络执行定位位置服务的方法2500的示例实施例。在该示例中，可使用一个或多个插入式网络装置来形成网状网络的一个或多个节点。注意，插入式形态因子不是强制的。如上所述，可通过使用任意类型的网状网络和在此详述的技术中的一个或多个来执行定位位置服务。步骤2110-2120可如以上关于图21示出的那样被执行，其中，一个或多个网络监控器被附着到一个或多个插座，并且通过使用一个或多个插入式网络装置形成网状网络，或加入网状网络。同样，注意，在该实施例中无需部署所述插入式网络装置。此外，可部署在此详述的网络监控器和标签的组合。
在2510，信号从标签(即如上所示的标签770)被发送。在2520，在一个或多个网络监控器处测量标签发送。例如，节点2120E-H如以上关于图20示出的那样作为网络监控器运行，并从标签770B接收信号2090。在2530，将标签测量发送到定位引擎以对标签进行定位。在该示例中，一个或多个网络监控器之间的链路的一部分和定位引擎包括网状网络。还可采用附着的链路。注意，测量标签发送并将所述测量发送到定位引擎的过程可按对其跟踪的标签所期望的次数，并在与下面详述的环境更新步骤不同的频率处被重复。
在2540，可测量各种其它源，即信标、网络监控器和固定标签等。可在包括标签、接入点等的网络中的设备处进行这些测量。在示例实施例中，网络监控器执行这些测量。在一个实施例中，从标签发送的信号可用于这样的测量，其中，一般地，标签仍旧在固定位置(至少持续一段充足的持续时间)。在替换实施例中，网络监控器可测量来自其它网络监控器的发送以生成这些其它源的测量。在2550，其它源的测量被发送到定位引擎。在该实施例中，这些测量通过网络被发送。在2560，定位引擎可根据其它源的测量以及其它参数(以上详述了这样的技术)来更新可映射的空间。在示例实施例中，可根据这样的可映射的空间结合如上所述的标签测量进行标签定位。替换实施例可使用任意数量的其它定位位置确定技术。
在前述中，以通过使用示例的块组描述了各种方法。本领域技术人员将明白，在不脱离本发明的范围的情况下，方法步骤以及定义的方法的子集可被交换。
本领域技术人员将理解，可通过使用各种不同的技术和技巧来表示信息和信号。例如，可由电压、电流、电磁波、电磁场或微粒、光场或微粒或其的任意组合来表示可在整个描述中引用的数据、指令、命令、信息、信号，比特、码元和码片。
本领域技术人员还应理解，与在此公开的实施例关联而描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚的示出硬件和软件的这个互换性，以关于其功能一般地描述了各种示例性组件、块、模块、电路和步骤。这样的功能是否被实现为硬件或软件取决于整个系统所施加的特定应用和设计限制。本领域技术人员可按对每一个特定应用变化的方式来实现描述的功能，但这些实现判断不应被解释为导致脱离本发明的范围。
可用被设计以执行在此描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或其任意组合来实现或执行与在此公开的实施例关联而描述的各种示例性逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但在替换中，处理器可以是任意传统的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器可还被实现为例如DSP和微处理器、多个微处理器、结合DSP核心的一个或多个微处理器或任意其它这样的配置的组合的计算设备的组合。
可用硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合来直接实现与在此公开的实施例关联描述的方法或算法的步骤。软件模块可驻留在RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可拆卸盘、CD-ROM或本领域公知的存储介质的其它形式中。示例性存储介质被耦合到处理器，这样，处理器可从存储介质读取信息，并可将信息写入存储介质。在替换中，存储介质可集成到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在设备中。在替换中，处理器和存储介质可在设备中驻留作为分立组件。
提供公开的实施例的前面的描述以使本领域任何技术人员都能实施本发明。对于本领域技术人员来说，对这些实施例的各种修改是显而易见的，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在此定义的基本原理可被应用于其它实施例。因此，本发明并不期望受限于在此示出的实施例，而是符合与在此公开的原理和新颖性特点一致的最宽的范围。

Claims (70)

1、一种装置，包括：
插头，在物理上和电气上与插座连接；
接收器，根据第一通信格式在第一无线链路上接收数据，其固定地附着到插头；
发送器，根据第二通信格式在第二无线链路上发送接收的数据，其固定地附着到插头；以及
电源转换器，以第一电源格式从插头接收电源，并以第二电源格式将电源传递到发送器和接收器。
2、如权利要求1所述的装置，其中，插座是安装在墙壁上的插座。
3、如权利要求1所述的装置，其中，插头被附着到插座上，插座承载装置的重量。
4、如权利要求1所述的装置，其中，第一通信格式是根据IEEE802.11标准族的。
5、如权利要求1所述的装置，其中，第一通信格式是根据IEEE802.15.4标准族的。
6、如权利要求1所述的装置，其中，第一通信格式是根据蜂窝数据标准的。
7、如权利要求1所述的装置，其中，第一通信格式是根据红外线标准的。
8、如权利要求1所述的装置，其中，电源转换器接收交流(AC)输入。
9、如权利要求1所述的装置，其中，电源转换器接收以太网输入。
10、如权利要求1所述的装置，还包括刚性支撑物，其中，通过将插头、接收器和发送器固定地附着到刚性支撑物来将插头固定地附着到接收器和发送器。
11、如权利要求1所述的装置，还包括数据转换器，用于将以第一数字格式从接收器输出的数据转换为第二数字格式，转换的数据被输入到发送器。
12、一种装置，包括：
插头，在物理上和电气上与插座连接；以及
固定地附着到插头并从插头接收电源的装置，用于根据第一通信格式在第一无线链路上接收数据，以及根据第二通信格式在第二无线链路上发送数据。
13、一种包括一个或多个第一设备的系统，每一个第一设备包括：
插头，在物理上和电气上与插座连接；
接收器，根据第一通信格式在第一无线链路上接收数据，其固定地附着到插头；
发送器，根据第二通信格式在第二无线链路上发送接收的数据，其固定地附着到插头；以及
电源转换器，以第一电源格式从插头接收电源，并以第二电源格式将电源传递到发送器和接收器。
14、如权利要求13所述的系统，还包括：
一个或多个第二设备，每一个第二设备包括：收发器，用于根据第一无线通信格式在第一无线链路上发送和接收数据；以及
一个或多个第三设备，每一个第三设备包括：收发器，用于根据第二无线通信格式在第二无线链路上发送和接收数据。
15、一种包括多个设备的系统，所述多个设备通信地耦合以形成网状网络，每一个设备包括：
插头，在物理上和电气上与插座连接；
接收器，根据第一通信格式在第一无线链路上接收数据，其固定地附着到插头；
发送器，根据第二通信格式在第二无线链路上发送接收的数据，其固定地附着到插头；以及
电源转换器，以第一电源格式从插头接收电源，并以第二电源格式将电源传递到发送器和接收器。
16、一种方法，包括以下步骤：
将设备附着到插座，所述设备包括：
插头，在物理上和电气上与插座连接；
接收器，固定地附着到插头；
发送器，固定地附着到插头；以及
电源转换器，以第一电源格式从插头接收电源，并以第二电源格式将电源传递到发送器和接收器；
根据第一通信格式在第一无线链路上通过接收器接收数据；
根据第二通信格式在第二无线链路上通过发送器发送数据。
17、如权利要求16所述的方法，还包括：在第一无线链路上接收定位位置信息。
18、如权利要求17所述的方法，其中，从标签接收定位位置信息。
19、如权利要求16所述的方法，还包括：在第二无线链路上发送定位位置信息。
20、如权利要求19所述的方法，其中，将定位位置信息发送到远程定位引擎。
21、如权利要求16所述的方法，还包括：将定位位置信息发送到第一远程设备。
22、如权利要求21所述的方法，还包括：测量一个或多个接收的信号的信号强度，该测量结果形成定位位置信息的一部分。
23、如权利要求16所述的方法，还包括：
将接收的数据存储在存储器中；以及
检取所存储的接收的数据以进行发送。
24、一种装置，包括：
插头，在物理上和电气上与插座连接；以及
固定地附着到插头并从插头接收电源的装置，用于将定位位置信息发送到远程设备。
25、如权利要求24所述的装置，其中，定位位置信息在无线链路上被发送。
26、如权利要求24所述的装置，其中，定位位置信息在有线链路上被发送。
27、如权利要求26所述的装置，其中，定位位置信息被发送到通过插头所连接的网络连接。
28、一种装置，包括：
插头，在物理上和电气上与插座连接；
发送器，固定地附着到插头，其将定位位置信息发送到第一远程设备；以及
电源转换器，以第一电源格式从插头接收电源，并以第二电源格式将电源传递到发送器。
29、如权利要求28所述的装置，其中，电源转换器接收交流(AC)输入。
30、如权利要求28所述的装置，其中，电源转换器接收以太网输入。
31、如权利要求28所述的装置，还包括：接收器，固定地附着到插头。
32、如权利要求31所述的装置，还包括：处理器，固定地附着到插头，用于测量在接收器接收的多个信号中的一个或多个，存储所述测量结果，并将所存储的测量结果作为定位位置信息传递到发送器以发送到第一远程设备。
33、如权利要求31所述的装置，其中，接收器从第二远程设备接收定位位置信息，并且其中，接收器被耦合到发送器以将接收的定位位置信息发送到第一远程设备。
34、一种方法，包括以下步骤：
将设备附着到插座，所述设备包括：
插头，在物理上和电气上与插座连接；
接收器，固定地附着到插头；
发送器，固定地附着到插头；以及
电源转换器，以第一电源格式从插头接收电源，并以第二电源格式将电源传递到发送器和接收器；以及
将定位位置信息发送到第一远程设备。
35、如权利要求34所述的方法，还包括：
接收多个信号；
测量所述多个接收的信号的一个或多个属性以产生多个测量结果来形成定位位置信息的一部分。
36、如权利要求35所述的方法，其中，属性包括接收的信号强度。
37、如权利要求35所述的方法，其中，属性包括测量的信号到达时间。
38、如权利要求35所述的方法，其中，属性包括测量的飞行时间。
39、如权利要求35所述的方法，其中，属性包括测量的多频率信号的分量之间的相位差。
40、如权利要求39所述的方法，其中，多频率信号是超宽带(UWB)信号。
41、如权利要求34所述的方法，还包括：从一个或多个第二远程设备接收定位位置信息。
42、如权利要求34所述的方法，还包括：执行网络监控器功能。
43、如权利要求42所述的方法，其中，网络监控器功能包括测量接收的信号强度。
44、如权利要求42所述的方法，其中，网络监控器功能包括测量环境条件。
45、如权利要求34所述的方法，其中，在有线网络上发送定位位置信息。
46、如权利要求45所述的方法，其中，有线网络被附着到插头。
47、如权利要求46所述的方法，其中，有线网络是交流(AC)电源网络。
48、如权利要求47所述的方法，其中，有线网络根据HomePlug标准运行。
49、如权利要求46所述的方法，其中，有线网络是以太网。
50、如权利要求49所述的方法，其中，有线网络通过插头提供电源。
51、如权利要求34所述的方法，其中，在无线网络上发送定位位置信息。
52、如权利要求34所述的方法，还包括：在向第一远程站进行发送之前，对定位位置信息执行统计分析。
53、如权利要求52所述的方法，其中，统计分析包括进行平均。
54、如权利要求52所述的方法，其中，统计分析包括Kalman滤波。
55、如权利要求52所述的方法，其中，统计分析包括Bayesian滤波。
56、如权利要求34所述的方法，还包括：向第一远程站发送标识符。
57、如权利要求34所述的方法，其中，标识符与在已知位置的设备对应。
58、如权利要求56所述的方法，其中，标识符与和所发送的定位位置信息关联的设备对应。
59、如权利要求34所述的方法，还包括：
根据第一通信格式在第一链路上接收数据；以及
根据第二通信格式在第二链路上发送数据。
60、一种装置，包括：
插头，在物理上和电气上与插座连接；
接收器，在网状网络中在第一无线链路上接收数据，其固定地附着到插头；
发送器，在网状网络中在第二无线链路上发送接收的数据，其固定地附着到插头；以及
电源转换器，以第一电源格式从插头接收电源，并以第二电源格式将电源传递到发送器和接收器。
61、如权利要求60所述的装置，还包括：处理器，用于从一个或多个可用的链路中选择第二链路。
62、如权利要求61所述的装置，还包括：路由表，用于存储一个或多个可用的链路。
63、一种装置，包括：
插头，在物理上和电气上与插座连接；以及
固定地附着到插头并从插头接收电源的装置，用于在网状网络上接收和发送数据。
64、一种方法，包括以下步骤：
将设备附着到插座，所述设备包括：
插头，在物理上和电气上与插座连接；
接收器，固定地附着到插头；
发送器，固定地附着到插头；以及
电源转换器，以第一电源格式从插头接收电源，并以第二电源格式将电源传递到发送器和接收器；以及
在网状网络上通过接收器接收数据；以及
在网状网络上通过发送器发送数据。
65、如权利要求64所述的方法，还包括：作为接入点运行以在第二无线网络上从多个远程设备接收和发送数据。
66、如权利要求64所述的方法，还包括：经由网状网络将定位位置信息发送到第一远程设备。
67、如权利要求66所述的方法，还包括：
接收一个或多个信号；
测量一个或多个所接收的信号的一个或多个属性，以产生一个或多个测量结果来形成定位位置信息的一部分。
68、如权利要求64所述的方法，其中，在网状网络上从第一邻近节点接收数据，以及在网状网络上将接收的数据发送到第二邻近节点。
69、如权利要求68所述的方法，其中，所述数据包括一个或多个分组，每一个分组包括头，其中，第二邻近节点在头中被标识。
70、如权利要求68所述的方法，其中所述数据包括一个或多个分组，每一个分组包括头，所述头包括目的地字段，其中，根据目的地字段从路由表中选择第二邻近节点。
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